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精细化工概论A 第四章 胶粘剂 第一节 概述 一、定义 凡是能将同种或不同种固体材料胶接在一起的媒介物质统称为胶粘剂。 胶接的特点 优点：容易实现不同材质物件的连接 粘接结构质量轻 连接缝密封性良好 施工方便 二、 分 类 2、按用途 3、按胶接强度 4、按胶的形态 5、按固化（cure)方式 三、 组成及其作用 三、 组成及其作用 增塑剂(plasticizer) 四、胶接机理 ② 胶粘剂分子的移动、扩散和渗透 五、 粘接工艺 根据被粘物的性质 根据被粘物的性质 根据被粘物的性质 根据粘接接头的使用环境 使用温度 其他条件 2. 粘接接头的设计 2. 粘接接头的设计 常见粘接接头设计 3. 被粘物的表面处理 除去粘接表面上的污物及疏松层，增加 粘接的表面积、提高表面粗糙度。 4．胶粘剂的调配 5．涂胶与晾置 6．固化 六、胶粘剂的性能测试 六、胶粘剂的性能测试 粘接强度 主要用于室内装饰和密封,各种构件、塑料地板、地毯、陶瓷瓦、壁纸等粘贴. 航空、航天: 一架B —58超音速轰炸机用400kg胶粘剂代替了 15万只铆钉。 汽车9kg/车: 现代汽车必须能在—40一93°C温度范围内良好运行，还要耐温度变化、耐盐水、耐燃油、耐油脂、耐高温、耐振动动、耐洗涤和耐尘土等。 电子工业和仪器仪表的制造 用导电胶可以代替原来的锡焊连接。电子元件用胶粘剂70%为环氧胶，30%为硅酮胶。 包装用胶粘剂－纸、布（包括无纺布、合成纤维织物）、木材、塑料、金属、复合材料等包装容器的粘接。 制鞋和皮革、体育器材、乐器、文具、日用百货、文物的修复和古迹的保护。 发展历程 胶粘剂分子热运动向被粘物的分子移动和扩散，使分子间的距离小于1nm。 渗透－胶粘剂向被粘物表面空隙渗透，增大接触面积，产生机械结合力。 胶粘剂与被粘物在界面上的作用力和连接力。 化学键力 分子间的作用力 机械作用力 ③ 形成粘合力 化学键力 共价键、配位键、离子键、金属键，键能大、牢固。 聚氨酯（PU）粘结木材、皮革 分子间的作用力 范德华力和氢键力，作用距离为0.3～0.5nm. 环氧树酯胶固化后分子中的羟基（OH）与玻璃、陶瓷、金属氧化层的O原子。 机械作用力 1.胶粘剂的选择 2.胶接接头的设计 3.表面处理 4.调胶 5.涂胶 6.固化 被粘物 胶层 粘接接头 1.胶粘剂的选择 强度高的热固性胶粘剂 环氧胶、酚醛胶、聚氨酯胶、丙烯酸酯胶、热熔胶、无机胶 表面致密、坚硬、极性大 金属 材料 胶粘剂种类 表面性状 陶瓷、玻璃 韧性好的室温固化热固性胶 环氧胶、聚氨酯胶、丙烯酸酯胶 表面致密、坚硬、脆性大 1.胶粘剂的选择 木材、纸张、织物 材料 应用粘度较大的环氧胶、白乳胶、脲醛胶、氯丁胶、热熔胶等。 多孔易吸收 胶粘剂种类 表面性状 橡胶 皮革、合成革 环氧－酰胺胶、氯丁胶、聚氨酯胶、丁腈胶 弹性大，易挠曲 选用柔性或弹性胶粘剂 氯丁胶、聚氨酯胶 细孔的极性易挠曲材料 聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯 热塑性塑料 热固性塑料 材料 乙烯-醋酸乙烯共聚物热熔胶或环氧胶 非极性难粘接 需经表面处理提高表面自由能 环氧胶、酚醛胶、聚氨酯胶、丙烯酸酯胶、氯丁胶、热熔胶 环氧胶、酚醛胶、聚氨酯胶、丙烯酸酯胶 胶粘剂种类 性质 1.胶粘剂的选择 粘接强度要求不高——非结构胶 粘接强度要求高的结构件——结构胶 耐热和抗蠕变——热固性树脂胶 冷热交变频繁——韧性好的树脂－橡胶复合型胶 耐疲劳——橡胶胶粘剂 –70℃以下——耐低温或超低温胶粘剂，如环氧－聚氨酯胶、聚氨酯胶和环氧－尼龙胶等； 100℃以下——普通环氧树脂胶、α-氰基丙烯酸酯胶和氯丁胶； 100～200℃——耐热环氧树脂或酚醛－丁腈胶； 200～300℃——聚酰亚胺胶或聚苯并咪唑胶。 经济合理 粘接工艺过程的可操作性 减少毒害，应用热熔胶、乳液胶、压敏胶等 粘接接头的受力情况 剪切 均匀扯离（拉伸） 剥离 不均匀扯离 拉伸强度大，尽量承受拉伸剪切负载 保证胶接面应力分布均匀，避免应力集中 增加胶接面的宽度，合理增加胶接面积 应尽量保证胶层厚度一致 防止层压制品的层间剥离 ①表面清洗（溶剂、汽油、碱及清洗剂超声波） ②机械处理（砂布打磨） ③化学处理（金属化学除锈） ④非极性材料表面处理（聚乙烯、聚四氟乙烯） ⑤偶联剂处理（玻璃表面处理） 调配顺序 一般按粘料、稀释剂、增韧剂、填料、固化剂、促进剂顺序调配，加入填料时应事先进行除油和干燥。 刷胶（最常用） 刮胶（一般平面零件）